Dynamic Efficiency and Productivity Analysis of Circular Economy Performance: A DEA and Malmquist Index Application for European Union Countries

Öz

Sustainable use of natural resources and reducing dependence on primary resources have become key components of environmental and economic policies. Therefore, evaluating the extent to which countries transform resource use into circular processes is important. In this study, the circular economy performance of European countries is analyzed using indicators obtained from the Eurostat database. The analysis is conducted within a two-stage framework. In the first stage, the Malmquist Total Factor Productivity Index is used to examine changes in circular economy performance through efficiency change and technological change components. In the second stage, Data Envelopment Analysis is applied to evaluate the relative efficiency levels of countries in a specific period. In this context, metal ores, fossil energy materials, and non-metallic minerals are considered as input variables, while the circular material use rate is used as the output variable. The results reveal differences in circular economy performance among European countries and highlight their relative efficiency levels and improvement potential.

Anahtar Kelimeler

• Circular Economy
• Data Envelopment Analysis
• Malmquist Total Factor Efficiency
• Resource Efficiency

Etik Beyan

Since this study is conducted using publicly available secondary data (macro-level country statistics) and does not involve any research on human or animal subjects, ethics committee approval is not required.

Döngüsel Ekonomi Performansının Dinamik Etkinlik ve Verimlilik Analizi: Avrupa Birliği Ülkeleri İçin VZA ve Malmquist Endeksi Uygulaması

Öz

Doğal kaynakların sürdürülebilir kullanımı ve birincil kaynaklara bağımlılığın azaltılması günümüzde çevre ve ekonomi politikalarının önemli bir parçasıdır. Bu nedenle ülkelerin kaynak kullanımını ne ölçüde döngüsel süreçlere dönüştürebildiklerinin değerlendirilmesi önem taşımaktadır. Bu çalışmada Avrupa ülkelerinin döngüsel ekonomi performansı Eurostat veri tabanından elde edilen göstergeler kullanılarak analiz edilmiştir. Analiz iki aşamalı bir çerçevede gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada Malmquist Toplam Faktör Verimliliği Endeksi kullanılarak ülkelerin döngüsel ekonomi performansındaki değişimler etkinlik değişimi ve teknolojik değişim bileşenleri üzerinden incelenmiştir. İkinci aşamada ise ülkelerin belirli bir dönemdeki göreli etkinlik düzeylerini değerlendirmek amacıyla Veri Zarflama Analizi uygulanmıştır. Bu kapsamda metal cevherleri, fosil enerji materyalleri ve metal dışı mineraller girdi; döngüsel malzeme kullanım oranı ise çıktı değişkeni olarak kullanılmıştır. Sonuçlar, Avrupa ülkeleri arasında döngüsel ekonomi performansının farklılaştığını ve ülkelerin iyileştirme potansiyellerini ortaya koymaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Döngüsel Ekonomi
• Veri Zarflama Analizi
• Malmquist Toplam Faktör Verimliliği
• Kaynak Verimliliği

Etik Beyan

Bu çalışma, kamuya açık ikincil veriler (makro düzeyde ülke istatistikleri) kullanılarak gerçekleştirildiğinden ve insan veya hayvan denekler üzerinde herhangi bir araştırma yapılmadığından, Etik Kurul İzni gerektirmemektedir.

Kaynakça

1. A. Mayer, W. Haas, D. Wiedenhofer, F. Krausmann, P. Nuss, G. A. Blengini. "Measuring progress towards a circular economy: a monitoring framework for economy‐wide material loop closing in the EU28". Journal of Industrial Ecology, 23(1), 62-76, 2019, doi: 10.1111/jiec.12809.
2. W. W. Cooper, L. M. Seiford, K. Tone. "Data envelopment analysis: a comprehensive text with models, applications, references and DEA-solver software". Springer (New York), Vol. 2, 489, 2007, doi:10.1007/978-0-387-45283-8.
3. İ. E. Şahin. "Türkiye’deki Havalimanlarının Veri Zarflama Analizi ve Malmquist Toplam Faktör Verimliliği Endeksleri ile Finansal Etkinliklerinin Analizi". Selçuk Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 42, 33-47, 2019.
4. M. K. Çelik. "Turizm sektöründeki işletmelerin etkinliklerinin veri zarflama analizi ile ölçülmesi". Uluslararası İktisadi ve İdari İncelemeler Dergisi, (17), 65-88, 2016, doi: 10.18092/ijeas.58275. B. Aksoy. "Türkiye’de Faaliyet Gösteren Mevduat ve Katılım Bankalarının Finansal Etkinlik ve Verimliliğinin Ölçülmesi: Malmquist Toplam Faktör Verimlilik Endeksi Uygulaması". Verimlilik Dergisi, 59(3), 549-574, 2025, doi: 10.51551/verimlilik.1579289.
5. T. A. Göktaş, P. Y. Balçık. "Yoğun Bakım Ünitelerinin Etkinliklerinin Malmquist Toplam Faktör Verimliliği Analizi ile Değerlendirmesi". Süleyman Demirel Üniversitesi Vizyoner Dergisi, 15(42), 692-710, 2024,doi:10.21076/vizyoner.1320849.
6. M. Konca. "Aylak Tabanlı Model ve Malmquist Toplam Faktör Verimliliği Yaklaşımları ile SARS-CoV-2 (COVID-19) Pandemisinde Sağlık Sistemlerinde Etkinlik Değişiminin İncelenmesi". Verimlilik Dergisi, 58(4), 479-500, 2024, doi: 10.51551/verimlilik.1450917.
7. E. Çelik. "Türkiye’deki iller ve sektörler için Ar-Ge göstergelerinin veri zarflama analizi ile incelenmesi". Doktora Tezi, Bursa Uludağ Üniversitesi, 2023.
8. İ. Altındağ. "COVID-19 pandemisinin Türkiye turizm verimliliği üzerindeki etkisi: Veri Zarflama Analizi yaklaşımı". Journal of Applied Tourism Research, 6(1), 155–173, 2025, doi: 10.5281/zenodo.17967065.

9. M. Özcan. "COVID-19 pandemisinin turizm ve ulaştırma işletmelerinin finansal performansına etkisi". OPUS Uluslararası Toplum Araştırmaları Dergisi, 17(Pandemi Özel Sayısı), 3542–3567, 2021, doi:0.26466/opus.879224.
10. İ. Altındağ. "Evaluating the efficiency of Turkish banking sector using Data Envelopment Analysis and Malmquist Productivity Index: Covid-19 pandemic and after". Pakistan Journal of Statistics and Operation Research, 20(4), 719-731, 2024, doi: 10.18187/pjsor.v20i4.4486.
11. N. Soylu. "Borsa İstanbul’da işlem gören turizm konaklama sektörü işletmelerinin finansal etkinliklerinin EATWIOS ve Veri Zarflama Analizi yöntemleri ile ölçülmesi (2022–2023 dönemi)". Journal of Emerging Economies and Policy, 10(1), 357–369, 2025.
12. İ. Altındağ, Ö. Akay. "Türkiye’de turizm gelirini etkileyen faktörlerin önem düzeylerinin belirlenmesi". Adıyaman Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 14(37), 398–426, 2021, doi: 10.14520/adyusbd.866700.
13. A. Marino, P. Pariso. "Comparing European countries' performances in the transition towards the Circular Economy". Science of the Total Environment, 729, 138142, 2020, doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.13814.
14. M. Robaina, K. Murillo, E. Rocha, J. Villar. "Circular economy in plastic waste-Efficiency analysis of European countries". Science of the Total Environment, 730, 139038, 2020, doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.139038.
15. O. Giannakitsidou, I. Gianakos, A. Chondrou. "Ranking European countries on the basis of their environmental and circular economy performance: A DEA application in MSW". Waste Management, 109, 181-191, 2020, doi:10.1016/j.wasman.2020.04.055.
16. B. Fura, M. Stec, T. Mis. "Statistical evaluation of the level of development of circular economy in European Union member countries". Energies, 13(23), 6401, 2020, doi: 10.3390/en13236401.
17. Ş. Apaydın. "OECD Ülkelerinde Atık Yönetimi ve Ekonomik Büyüme İlişkisi: Bir Panel Kantil Regresyon Yaklaşımı". Üçüncü Sektör Sosyal Ekonomi Dergisi, 55(1), 300-312, 2020, doi: 10.15659/3.sektor-sosyal-ekonomi.20.02.1288.
18. E. Ateş. "Döngüsel ekonomi kapsamında GSYİH ile geri dönüşüm ilişkisi: Avrupa Birliği ülkeleri örneği". Dumlupınar Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, (67), 125-137, 2021, doi: 10.51290/dpusbe.782974.
19. V. Yılmaz. "Circular economy performance of European union countries". Cumhuriyet Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Dergisi, 23(1), 2022, doi: 10.37880/cumuiibf.992906.
20. E. E. Karsak, E. Ucar. "Circular economy performance assessment of countries using a common-weight DEA-based approach". Environment Development and Sustainability, 27(12), 30995-31013, 2025, doi:10.1007/s10668-024-05431-6.
21. Eurostat. "Database". https://ec.europa.eu/eurostat/data/database, [Erişim Tarihi: 13-Ocak-2026].
22. A. Banjerdpaiboon, P. Limleamthong. "Assessment of national circular economy performance using super-efficiency dual data envelopment analysis and Malmquist productivity index: Case study of 27 European countries". Heliyon, 9(6), 2023, doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e16584.
23. R. Färe, S. Grosskopf, M. Norris, Z. Zhang. "Productivity growth, technical progress, and efficiency change in industrialized countries". American Economic Review, 84(1), 66–83, 1994.
24. S. Aydoğan, M. Şahin, İ. Söylemez. "Avrupa Ülkelerinin Çevre ve Enerji Performansına Yönelik Etkinlik Değerlendirmesi: Veri Zarflama Analizi Uygulaması". The International New Issues in Social Sciences, 5, 267–282, 2017.
25. G. Halkos, K. N. Petrou. "Assessing 28 EU member states' environmental efficiency in national waste generation with DEA". Journal of Cleaner Production, 208, 509-521, 2019, doi: 10.1016/j.jclepro.2018.10.145.
26. Z. S. Temerbulatova, A. Zhidebekkyzy, M. Grabowska. "Assessment of the effectiveness of the European Union countries transition to a circular economy: Data envelopment analysis". Economics: Strategy and Practice, 16, 142-151, 2021, doi: 10.51176/1997-9967-2021-3-142-151.
27. N. Seyhan. "AB ülkelerinin çevre ve atık yönetimi performanslarının değerlendirilmesi: Veri zarflama analizi ve yapay sinir ağlarının birlikte uygulanması". Gümüşhane Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 14(1), 343-355, 2023, doi: 10.36362/gumus.1203079.
28. S. K. Arslan, G. G. Hazman. "Veri zarflama analizi ile OECD üyesi ülkelerin çevre koruma harcamaları etkinliğinin ölçülmesi". Yönetim Bilimleri Dergisi, 22(54), 2249-2279, 2024, doi: 10.35408/comuybd.1463590.
29. M. J. Farrell. "The measurement of productive efficiency". Journal of the Royal Statistical Society Series A: Statistics in Society, 120(3), 253-281, 1957, doi: 10.2307/2343100.
30. A. Charnes, W. W. Cooper, E. Rhodes. "Measuring the efficiency of decision making units". European Journal of Operational Research, 2(6), 429-444, 1978, doi: 10.1016/0377-2217(78)90138-8.
31. R. D. Banker, A. Charnes, W. W. Cooper. "Some models for estimating technical and scale inefficiencies in data envelopment analysis". Management Science, 30(9), 1078-1092, 1984, doi: 10.1287/mnsc.30.9.1078.
32. G. Arıkan. "Veri Zarflama Analizinde Malmquist Endeksi ile Toplam Faktör Verimlilik Ölçümü: Özel Hastaneler Üzerine Bir Uygulama". Sosyal Güvenlik Dergisi, 13(2), 283-300, 2023, doi: 10.32331/sgd.1409510.
33. W. C. Munonye. "Towards circular economy metrics: a systematic review". Circular Economy and Sustainability, 5(5), 4093-4135, 2025, doi: 10.1007/s43615-025-00604-5.